KR101110577B1 - 착색 감광성 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 착색제(A), 결합제 중합체(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D), 용제(E) 및 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 계면활성제(F)를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물로서, 이의 표면장력이 25.5 내지 29mN/m인 착색 감광성 수지 조성물, 이의 제조방법, 착색 감광성 수지 조성물의 표면장력 조정방법, 착색 감광성 수지 조성물로 이루어진 층의 형성방법, 착색 감광성 수지 조성물을 사용하는 패턴의 형성방법, 상기 방법으로 형성된 패턴을 포함하는 컬러 필터 및 상기 컬러 필터를 장착한 액정 표시장치를 제공한다.
착색제, 결합제 중합체, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 실리콘계 계면활성제

Description

착색 감광성 수지 조성물{Coloured photosensitive resin compositions}
본 발명은 착색 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
착색 감광성 수지 조성물은 착색제를 함유하는 감광성 수지 조성물이며, 컬러 필터를 구성하는 착색 패턴을 형성하기 위한 재료로서 유용하다. 여기서, 컬러 필터란, 액정 표시장치의 표시 화상을 컬러화하기 위해 사용되거나 고체 촬영소자에 의해 촬영된 화상을 컬러화하기 위해 사용되는 광학 소자이다. 착색 패턴이란, 예를 들면, 적, 녹, 청 등의 색 화소, 블랙 매트릭스 등이며, 선형이거나 모자이크형이다.
종래부터, 웨이퍼 등의 피도포 기판 위에 착색 감광성 수지 조성물을 사용하여 막을 형성하는 데는 피도포 기판의 중앙부 부근에 노즐로부터 착색 감광성 수지 조성물을 적가하거나 슬릿상의 노즐로부터 피도포 기판 위에 착색 감광성 수지 조성물을 적가한 다음, 기판을 수백 내지 수천 rpm의 속도로 회전시켜 용제 및 과잉으로 기판 위에 적가된 착색 감광성 수지 조성물을 튀겨 날리는 스핀 피복기를 사용하여 평탄한 도포막을 수득한다. 그러나, 스핀 피복기를 사용하는 것으로, 과잉으로 기판 위에 적가된 착색 감광성 수지 조성물이 튀어 날려서 착색 감광성 수지 조성물을 형성하지 않고 폐기되어 버려지므로 이를 방지하고자, 그리고 종래의 스핀 피복기에서는 1m2 등의 넓은 면적의 유리 등의 기판 위에 도포하는 것이 어려웠으므로, 스핀을 하지 않는 스핀레스(spinless) 피복기 등의 액 절약 피복기가 개발되었다. 액 절약 피복기 중에서 스핀레스 피복기는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 제2001-62370호에 기재되어 있다.
한편, 종래의 스핀 피복기용에 최적화된 착색 감광성 수지 조성물을 액 절약 피복기의 일종인 스핀레스 피복기에 적용하면 평탄성이 수득되기 어려운 경향이 있다. 이는, 스핀 피복기에서는 도포된 상태에서의 평탄성은 별로 중요하지 않으며 스핀에 의해 어느 정도 평탄성이 수득되고, 또한 대부분의 용제가 스핀에 의해 제거되기 때문에 가열 등에 의해 용제를 제거하는 과정에서 형성되는 층의 내부로부터의 용제 제거량이 소량이므로 평탄성이 크게 손상되지는 않기 때문이다.
또한, 스핀레스 피복기에서는 스핀에 의해 용제가 제거되지 않으므로 도포 상태에서 평탄성의 대부분이 결정되며, 또한 가열 등에 의한 용제 제거량이 스핀 피복기에 비해 현저하게 많기 때문에, 형성된 층의 내부로부터 용제가 제거되어, 결과적으로 평탄성이 나빠지는 경향이 있다.
그리고, 종래부터 착색 감광성 수지 조성물의 도포성을 개량하기 위해 균전제 등의 고분자 첨가제를 첨가하는 방법이 사용되고 있다. 또한, 착색 감광성 수지 조성물 중의 고형분을 적게 하여 저점도화하는 방법이 사용되고 있다.
그러나, 균전제 등의 고분자 첨가제를 첨가하는 경우, 착색 감광성 수지 조성물을 도포한 미건조 도포막은 도포 종료 직후에 기판 주변부를 따라 형성된 액자 부분(미건조 도포막의 후막 부분)이 기판 중앙으로 이동하여 면내 균일성을 손상시키는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 스핀레스 피복기 등의 액 절약 피복기를 사용할 때에도 도포성이 양호한 착색 감광성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
그래서 본 발명자는 스핀레스 피복기 등의 액 절약 타입의 내식막 도포장치를 사용하는 경우에도 균일하게 도포할 수 있는 색 화소 또는 블랙 매트릭스를 형성할 수 있는 착색 감광성 조성물을 개발하고자 예의 검토한 결과, 특정한 계면활성제를 함유하며 표면장력이 특정한 범위에 있는 착색 감광성 수지 조성물이 종래의 스핀 피복기는 물론, 스핀레스 피복기 등의 액 절약 피복기에서도 균일하게 도포될 수 있음을 밝혀내고, 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명은 착색제(A), 결합제 중합체(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D), 용제(E) 및 실리콘 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 계면활성제(F)를 함유하는 착색 감광성 수지 조성물로서, 이의 표면장력이 25.5 내지 29mN/m인 착색 감광성 수지 조성물, 이의 제조방법, 착색 감광성 수지 조성물의 표면장력 조정방법, 착색 감광성 수지 조성물로 이루어진 층의 형성방법, 착색 감광성 수지 조성물을 사용하는 패턴의 형성방법, 상기 방법으로 형성된 패턴을 포함하는 컬러 필터 및 상기 컬러 필터를 장착한 액정 표시장치를 제공한다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 착색제(A), 결합제 중합체(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D), 용제(E) 및 실리콘 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 계면활성제(F)를 함유하는 착색 감광성 수지 조성물로서, 이의 표면장력은 25.5 내지 29mN/m의 범위, 바람직하게는 26 내지 28.2mN/m의 범위이다. 표면장력이 이러한 범위에 있으면, 착색 감광성 수지 조성물로 이루어진 평탄성이 양호하고 균일한 층을 형성할 수 있다. 특히, 스핀레스 피복기에 사용하는 경우에 바람직하다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에 사용되는 착색제(A)는 유기물인 유기 안료일 수 있으며 무기물인 무기 안료일 수 있다. 이 중에서도 내열성, 발색성이 우수하다는 점에서 유기 안료가 바람직하게 사용된다.
유기 안료 및 무기 안료로서 구체적으로는 컬러 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판)에서 피그먼트(Pigment)로 분류되어 있는 화합물을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, C.I. 피그먼트 옐로우(Pigment Yellow) 1, C.I. 피그먼트 옐로우 3, C.I. 피그먼트 옐로우 12, C.I. 피그먼트 옐로우 13, C.I. 피그먼트 옐로우 14, C.I. 피그먼트 옐로우 15, C.I. 피그먼트 옐로우 16, C.I. 피그먼트 옐로우 17, C.I. 피그먼트 옐로우 20, C.I. 피그먼트 옐로우 24, C.I. 피그먼트 옐로우 31, C.I. 피그먼트 옐로우 53, C.I. 피그먼트 옐로우 83, C.I. 피그먼트 옐로우 86, C.I 피그먼트 옐로우 93, C.I. 피그먼트 옐로우 94, C.I. 피그먼트 옐로우 109, C.I. 피그먼트 옐로우 110, C.I. 피그먼트 옐로우 117, C.I. 피그먼트 옐로우 125, C.I. 피그먼트 옐로우 128, C.I. 피그먼트 옐로우 137, C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I 피그먼트 옐로우 147, C.I. 피그먼트 옐로우 148, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 옐로우 153, C.I 피그먼트 옐로우 154, C.I 피그먼트 옐로우 166, C.I. 피그먼트 옐로우 173, C.I. 피그먼트 옐로우 194, C.I. 피그먼트 옐로우 214 등의 황색 안료; C.I. 피그먼트 오렌지(Pigment Orange) 13, C.I. 피그먼트 오렌지 31, C.I 피그먼트 오렌지 36, C.I. 피그먼트 오렌지 38, C.I. 피그먼트 오렌지 40, C.I. 피그먼트 오렌지 42, C.I. 피그먼트 오렌지 43, C.I. 피그먼트 오렌지 51, C.I. 피그먼트 오렌지 55, C.I. 피그먼트 오렌지 59, C.I. 피그먼트 오렌지 61, C.I. 피그먼트 오렌지 64, C.I. 피그먼트 오렌지 65, C.I. 피그먼트 오렌지 71, C.I. 피그먼트 오렌지 73 등의 오렌지색 안료; C.I. 피그먼트 레드(Pigment Red) 9, C.I. 피그먼트 레드 97, C.I. 피그먼트 레드 105, C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 레드 123, C.I. 피그먼트 레드 144, C.I. 피그먼트 레드 149, C.I. 피그먼트 레드 166, C.I. 피그먼트 레드 168, C.I. 피그먼트 레드 176, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 180, C.I. 피그먼트 레드 192, C.I. 피그먼트 레드 209, C.I. 피그먼트 레드 215, C.I. 피그먼트 레드 216, C.I. 피그먼트 레드 224, C.I. 피그먼트 레드 242, C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 264, C.I. 피그먼트 레드 265 등의 적색 안료; C.I. 피그먼트 블루(Pigment Blue) 15, C.I. 피그먼트 블루 15:3, C.I 피그먼트 블루 15:4, C.I. 피그먼트 블루 15:6, C.I. 피그먼트 블루 60 등의 청색 안료; C.I. 피그먼트 바이올렛(Pigment Violet) 1, C.I. 피그먼트 바이올렛 19, C.I. 피그먼트 바이올렛 23, C.I. 피그먼트 바이올렛 29, C.I, 피그먼트 바이올렛 32, C.I. 피그먼트 바이올렛 36, C.I. 피그먼트 바이올렛 38 등의 바이올렛색 안료; C.I. 피그먼트 그린(Pigment Green) 7, C.I. 피그먼트 그린 36 등의 녹색 안료; C.I. 피그먼트 브라운(Pigment Brown) 23, C.I. 피그먼트 브라운 25 등의 브라운색 안료; C.I. 피그먼트 블랙(Pigment Black) 1, C.I. 피그먼트 블랙 7 등의 흑색 안료 등을 들 수 있으며, C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 209, C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 바이올렛 23, C.I. 피그먼트 블루 15:6 및 C.I. 피그먼트 그린 36으로부터 선택된 하나 이상의 안료를 함유하는 것이 바람직하다.
이들 유기 안료 및 무기 안료는 각각 단독으로 사용될 수 있으며, 2종류 이상을 혼합하여 사용될 수 있으며, 예를 들면, 적색 화소를 형성하는 데는 C.I 피그먼트 레드 209 및 C.I. 피그먼트 옐로우 139를 함유하는 것, 녹색 화소를 형성하는 데는 C.I. 피그먼트 그린 36, C.I. 피그먼트 옐로우 150 및 C.I. 피그먼트 옐로우 138로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 함유하는 것, 청색 화소를 형성하는 데는 C.I. 피그먼트 블루 15:6을 함유하는 것이 각각 바람직하다.
상기 안료 중의 유기 안료는, 필요에 따라, 로진 처리, 산성기 또는 염기성기가 도입된 안료 유도체 등을 사용하는 표면처리, 고분자 화합물 등에 의한 안료 표면에 대한 그래프트 처리, 황산 미립화법 등에 의한 미립화 처리 또는 불순물을 제거하기 위한 유기 용제나 물 등에 의한 세정처리, 이온교환법 등에 따른 이온성 불순물의 제거처리 등을 실시할 수 있다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에 사용되는 착색제(A)의 사용량은, 착색 감광성 수지 조성물 중의 고형분에 대해, 질량 분율로 통상적으로 8 내지 60질량부, 바람직하게는 15 내지 55질량부, 보다 바람직하게는 25 내지 50질량부이다. 착색제(A)의 함유량이 8 내지 60질량부이면, 컬러 필터로 할 때의 색 농도가 충분하며, 또한 조성물 중에 결합제 중합체를 필요량 함유시킬 수 있으므로, 기계적 강도가 충분한 패턴을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 본 발명에서 착색 감광성 조성물 중의 고형분이란, 용제를 제거한 성분의 합계를 의미한다.
본 발명에서 수득되는 착색 감광성 수지 조성물은, 착색제인 안료의 입자직경이 균일한 것이 바람직하다. 안료를 균일한 입자직경으로 하기 위해서, 다음의 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 계면활성제 이외의 계면활성제(F)를 안료 분산제로서 함유시켜 분산 처리하는 것으로 안료가 용액 속에서 균일하게 분산된 상태의 안료 분산액을 수득할 수 있다.
안료 분산제로는, 예를 들면, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양쪽성 등의 계면활성제 등을 들 수 있으며, 각각 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용한 다.
안료 분산제의 사용량은 착색제 1질량부당 통상적으로 0.01 내지 1질량부, 바람직하게는 0.05 내지 0.5질량부이다.
본 발명에서 사용되는 결합제 중합체(B)로서는 아크릴계 공중합체를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 카복실기 함유 단량체 및 이와 공중합할 수 있는 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다.
카복실기 함유 단량체로는, 예를 들면, 불포화 모노카복실산이나 불포화 디카복실산, 불포화 트리카복실산 등의 불포화 다가 카복실산 등 분자 중에 하나 이상의 카복실기를 갖는 불포화 카복실산을 들 수 있다. 여기서, 불포화 모노카복실산으로는, 예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로르아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다. 불포화 디카복실산으로는, 예를 들면, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수 있다. 불포화 다가 카복실산은 이의 산 무수물, 구체적으로는 무수 말레산, 무수 이타콘산, 무수 시트라콘산 등일 수 있다. 또한, 불포화 다가 카복실산은 이의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수 있으며, 예를 들면, 석신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 석신산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등일 수 있다. 불포화 다가 카복실산은 이의 양쪽 말단 디카복시 중합체의 모노(메트)아크릴레이트일 수 있으며, 예를 들면, ω-카복시폴리카프로락톤 모노아크릴레이트, ω-카복시폴리카프로락톤 모노메타크릴레이트 등일 수 있다. 이들 카복실기 함유 단량체는 각각 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
카복실기 함유 단량체와 공중합할 수 있는 다른 단량체로는, 예를 들면, 스티렌, α-메틸스티렌, o-비닐톨루엔, m-비닐톨루엔, p-비닐톨루엔, p-클로르스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르, 인덴 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, i-프로필아크릴레이트, i-프로필메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, i-부틸아크릴레이트, i-부틸메타크릴레이트, 2급-부틸아크릴레이트, 2급-부틸메타크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 2-하이드록시프로필메타크릴레이트, 3-하이드록시프로필아크릴레이트, 3-하이드록시프로필메타크릴레이트, 2-하이드록시부틸아크릴레이트, 2-하이드록시부틸메타크릴레이트, 3-하이드록시부틸아크릴레이트, 3-하이드록시부틸메타크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 4-하이드록시부틸메타크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 사이클로헥실아크릴레이트, 사이클로헥실메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 2-페녹시에틸메타크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메 톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 디사이클로펜타디에닐아크릴레이트, 디사이클로펜타디에닐메타크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤모노메타크릴레이트 등의 불포화 카복실산에스테르류; 2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 2-아미노프로필아크릴레이트, 2-아미노프로필메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필메타크릴레이트, 3-아미노프로필아크릴레이트, 3-아미노프로필메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등의 불포화 카복실산아미노알킬에스테르류; 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카복실산글리시딜에스테르류; 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 벤조산비닐 등의 카복실산 비닐에스테르류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화 에테르류; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-하이드록시에틸아크릴아미드, N-2-하이드록시에틸메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류; 말레이미드, N-페닐말레이미드, N-사이클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드류; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 지방족 공액 디엔류; 폴리스티렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리-n-부틸아크릴레이트, 폴리-n-부틸메타크릴레이트, 폴리실록산의 중합체 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 마크로모노머류 등을 들 수 있다. 이들 단량체는 각각 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 공중합체에서 카복실기 함유 단량체 단위의 함유량은 질량 분율로 통상적으로 10 내지 50질량%, 바람직하게는 15 내지 40질량%, 특히 바람직하게는 25 내지 40질량%이다. 상기 카복실기 함유 단량체 단위의 함유량이 10 내지 50질량%이면, 현상액에 대한 용해성이 양호하며, 현상시에 패턴이 정확하게 형성되는 경향이 있어서 바람직하다.
아크릴계 공중합체로는, 예를 들면, (메트)아크릴산/메틸(메트)아크릴레이트 공중합체, (메트)아크릴산/벤질(메트)아크릴레이트 공중합체, (메트)아크릴산/2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트/벤질(메트)아크릴레이트 공중합체, (메트)아크릴산/메틸(메트)아크릴레이트/폴리스티렌 마크로모노머 공중합체, (메트)아크릴산/메틸(메트)아크릴레이트/폴리메틸(메트)아크릴레이트 마크로모노머 공중합체, (메트)아크릴산/벤질(메트)아크릴레이트/폴리스티렌 마크로모노머 공중합체, (메트)아크릴산/벤질(메트)아크릴레이트/폴리메틸(메트)아크릴레이트 마크로모노머 공중합체, (메트)아크릴산/2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트/벤질(메트)아크릴레이트/폴리스티렌 마크로모노머 공중합체, (메트)아크릴산/2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트/벤질(메트)아크릴레이트/폴리메틸(메트)아크릴레이트 마크로모노머 공중합체, ( 메트)아크릴산/스티렌/벤질(메트)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메트)아크릴산/석신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸)/스티렌/벤질(메트)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메트)아크릴산/석신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸)/스티렌/알릴(메트)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메트)아크릴산/벤질(메트)아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/글리세롤모노(메트)아크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있다. 또한, (메트)아크릴레이트란 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트인 것을 나타낸다.
이 중에서도, (메트)아크릴산/벤질(메트)아크릴레이트 공중합체, (메트)아크릴산/벤질(메트)아크릴레이트/스티렌 공중합체, (메트)아크릴산/메틸(메트)아크릴레이트 공중합체, (메트)아크릴산/메틸(메트)아크릴레이트/스티렌 공중합체 등이 바람직하다.
상기 아크릴계 중합체의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(폴리스티렌을 표준품으로 하여, 겔 침투 크로마토그래피로 구한 값)은 통상적으로 5,000 내지 50,000, 바람직하게는 8,000 내지 40,000, 특히 바람직하게는 10,000 내지 35,000이다. 아크릴계 중합체의 분자량이 5,000 내지 50,000이면, 도포막 경도가 향상되며, 잔막률도 높으며, 미노출부의 현상액에 대한 용해성이 양호하며, 해상도가 향상되는 경향이 있어서 바람직하다.
산가는 통상적으로 50 내지 150, 바람직하게는 60 내지 140, 특히 바람직하게는 80 내지 135이다. 산가가 50 내지 150이면, 현상액에 대한 용해성이 향상되어 미노출부가 용해되기 쉬워지며, 또한 고감도화하여 현상할 때에 노출부의 패턴 이 잔류하여 잔막률이 향상되는 경향이 있어서 바람직하다. 여기서, 산가는 아크릴계 중합체 1g을 중화시키는 데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값이며, 통상적으로는 수산화칼륨 수용액을 사용하여 적정함으로써 구할 수 있다.
결합제 중합체(B)는, 착색 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해 질량 분율로, 통상적으로 5 내지 40질량%, 바람직하게는 10 내지 35질량%, 특히 바람직하게는 15 내지 26질량%의 범위로 사용된다. 상기 결합제 중합체의 함유량이 5 내지 40질량%이면, 패턴을 형성할 수 있으며, 또한 해상도 및 잔막률이 향상되는 경향이 있어서 바람직하다.
본 발명에 사용되는 광중합성 화합물(C)은 빛을 조사함으로써 광중합 개시제로부터 발생하는 활성 라디칼, 산 등에 의해 중합될 수 있는 화합물이며, 예를 들면, 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물 등을 들 수 있다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에 사용되는 광중합성 화합물(C)은 빛을 조사함으로써 광중합 개시제로부터 발생하는 활성 라디칼, 산 등에 의해 중합될 수 있는 화합물이며, 예를 들면, 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물 등을 들 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 3관능 이상의 다관능 광중합성 화합물인 것이 바람직하다. 3관능 이상의 다관능 광중합성 화합물로는, 예를 들면, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 디펜타 에리스리톨헥사메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 광중합성 화합물은 각각 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용되며, 이의 함유량은 착색 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해 질량 분율로 통상 5 내지 45질량%, 바람직하게는 10 내지 35질량%, 특히 바람직하게는 15 내지 26질량%의 범위로 사용된다. 상기 광중합성 화합물의 함유량이 5 내지 45질량%이면, 경화가 충분하게 일어나서 잔막률이 향상되며 패턴에 언더커팅이 들어가기 어려워져서 밀착성이 양호해지는 경향이 있어서 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 광중합 개시제(D)는 아세토페논계 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.
아세토페논계 화합물로는, 예를 들면, 디에톡시아세토페논, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온 등을 들 수 있다.
또한, 복수의 아세토페논계 및 이의 다른 광중합 개시제를 조합하여 사용할 수 있다. 아세토페논계 이외의 광중합 개시제는 빛을 조사함으로써 활성 라디칼을 발생하는 활성 라디칼 발생제, 증감제 등을 들 수 있다. 활성 라디칼 발생제로는, 예를 들면, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티옥산톤계 화합물, 트리아진계 화합물 등을 들 수 있다.
벤조인계 화합물로는, 예를 들면, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다.
벤조페논계 화합물로는, 예를 들면, 벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등을 들 수 있다.
티옥산톤계 화합물로는, 예를 들면, 2-이소프로필티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤 등을 들 수 있다.
트리아진계 화합물로는, 예를 들면, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
활성 라디칼 발생제로는, 예를 들면, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2,2,-비스(o-클로르로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포르퀴논, 페닐글리옥실산메틸, 티타노센 화합물 등을 사용할 수 있다.
산 발생제로는, 예를 들면, 4-하이드록시페닐디메틸설포늄 p-톨루엔설포네이 트, 4-하이드록시페닐디메틸설포늄헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐디메틸설포늄 p-톨루엔설포네이트, 4-아세톡시페닐메틸벤질설포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄 p-톨루엔설포네이트, 트리페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트, 디페닐요오도늄 p-톨루엔설포네이트, 디페닐요오도늄헥사플루오로안티모네이트 등의 오늄염류나 니트로벤질토실레이트류, 벤조인토실레이트류 등을 들 수 있다.
또한, 활성 라디칼 발생제로서 상기 화합물 중에는 활성 라디칼과 동시에 산을 발생하는 화합물도 있으며, 예를 들면, 트리아진계 광중합 개시제는 산 발생제로서도 사용된다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에 사용되는 광중합 개시제(D)의 함유량은, 결합제 중합체(B) 및 광중합성 화합물(C)의 합계량 100질량부에 대해, 통상적으로 0.1 내지 25질량부, 바람직하게는 1 내지 15질량부이다. 광중합 개시제의 함유량이 0.1 내지 25질량부이면, 고감도화하여 노출시간이 단축되어 생산성이 향상되며, 또한 높은 해상도를 유지할 수 있는 경향이 있으므로 바람직하다.
본 발명에서는 광중합 개시 조제를 사용할 수 있다. 광중합 개시 조제는 광중합 개시제와 조합하여 사용되는 경우가 있으며, 광중합 개시제에 의해 중합이 개시된 광중합성 화합물의 중합을 촉진시키기 위해 사용되는 화합물이다. 광중합 개시 조제로서는, 아민계 화합물, 알콕시안트라센계 화합물, 티옥산톤계 화합물 등을 들 수 있다.
아민계 화합물로는, 예를 들면, 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸 아미노벤조산이소아밀, 벤조산 2-디메틸아미노에틸, 4-디메틸아미노벤조산 2-에틸헥실, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤즈페논(통칭, 미힐러즈케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(에틸메틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있으며, 이 중에서도 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이 바람직하다.
알콕시안트라센계 화합물로는, 예를 들면, 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다.
티옥산톤계 화합물로는, 예를 들면, 2-이소프로필티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤 등을 들 수 있다.
광중합 개시제는 단독으로 또는 복수를 조합하여 사용해도 지장이 없다. 또한, 광중합 개시 조제로서 시판되는 것을 사용할 수 있으며, 시판되는 광중합 개시 조제로는, 예를 들면, 상품명 「EAB-F」[제조원: 호도가야가가쿠고교가부시키가이샤] 등을 들 수 있다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에서 광중합 개시제 및 광중합 개시 조제의 조합으로서는, 디에톡시아세토페논/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2-하이드록시-2-메틸--페닐프로판-1-온/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]프로판-1-온/4,4,-비스(디에틸아미노)벤조페논, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤/4,4,-비스(디에틸아미노)벤조페 논, 2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논의 조합 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논의 조합을 들 수 있다.
이들 광중합 개시 조제를 사용하는 경우, 이의 사용량은 광중합 개시제 1몰당 통상적으로 10몰 이하, 바람직하게는 0.01 내지 5몰이다.
본 발명에서 사용되는 용제(E)로는, 예를 들면, 에테르류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 알콜류, 에스테르류, 아미드류 등을 들 수 있다.
에테르류로는, 예를 들면, 테트라하이드로푸란, 테트라하이드로피란, 1,4-디옥산, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 에틸카비톨아세테이트, 부틸카비톨아세테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트, 아니솔, 페네톨, 메틸아니솔 등을 들 수 있다.
방향족 탄화수소류로는, 예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등을 들 수 있다.
케톤류로는, 예를 들면, 아세톤, 2-부탄온, 2-헵탄온, 3-헵탄온, 4-헵탄온, 4-메틸-2-펜탄온, 사이클로펜탄온, 사이클로헥산온 등을 들 수 있다.
알콜류로는, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 사이클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등을 들 수 있다.
에스테르류로는, 예를 들면, 아세트산에틸, 아세트산-n-부틸, 아세트산이소부틸, 포름산아밀, 아세트산이소아밀, 아세트산이소부틸, 프로피온산부틸, 부티르산이소프로필, 부티르산에틸, 부티르산부틸, 알킬에스테르류, 락트산메틸, 락트산에틸, 옥시아세트산메틸, 옥시아세트산에틸, 옥시아세트산부틸, 메톡시아세트산메틸, 메톡시아세트산에틸, 메톡시아세트산부틸, 에톡시아세트산메틸, 에톡시아세트산에틸, 3-옥시프로피온산메틸, 3-옥시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 2-옥시프로피온산메틸, 2-옥시프로피온산에틸, 2-옥시프로피온산프로필, 2-메톡시프로피온산메틸, 2-메톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산프로필, 2-에톡시프로피온산메틸, 2-에톡시프로피온산에틸, 2-옥시-2-메틸프로피온산메틸, 2-옥시-2-메틸프로피온산에틸, 2-메톡시-2-메틸프로피온산메틸, 2-에톡시-2-메틸프로피온산에틸, 피루브산메틸, 피루브산에틸, 피루브산프로필, 아세토아세트산메틸, 아세토아세트산에틸, 2-옥소부탄산메틸, 2-옥소부탄산에틸, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸 아세테이트, γ-부티로락톤 등을 들 수 있다.
아미드류로는, 예를 들면, N.N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등을 들 수 있다.
기타 용제로는, 예를 들면, N-메틸피롤리돈, 디메틸설폭시드 등을 들 수 있다.
상기 용제 중에서도, 3-에톡시프로피온산에틸, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트가 바람직하게 사용된다.
상기 용제는 각각 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
용제(E)의 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에서의 함유량은 착색 감광성 수지 조성물을 도포할 때에 평탄성 및 컬러 필터 형성시의 표시 특성의 점에서 질량 분율로 통상적으로 70 내지 95질량%, 바람직하게는 75 내지 90질량%로 되는 정도이다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 계면활성제(F)[이하, 성분(F)라고 기재하는 경우가 있다]를 함유한다.
실리콘계 계면활성제로서는 폴리옥시메틸렌을 갖는 계면활성제를 들 수 있다. 구체적으로는, 트레실리콘 DC3PA, 트레실리콘 SH7PA, 트레실리콘 DC11PA, 트레실리콘 SH21PA, 트레실리콘 SH28PA, 트레실리콘 29SHPA, 트레실리콘 SH30PA, 폴리에테르 변성 실리콘 오일 SH8400[상품명, 제조원: 트레실리콘가부시키가이샤], KP321, KP322, KP323, KP324, KP326, KP340, KP341(신에쓰실리콘제), TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF-4446, TSF-4452, TSF-4460[제조 원: 지이도시바실리콘가부시키가이샤] 등을 들 수 있다.
불소계 계면활성제로서는 소수성기로서 불소화된 플루오로카본 쇄를 갖는 계면활성제를 들 수 있다. 구체적으로는, 플로리네이트(등록상표) FC430, 플로리네이트 FC431[제조원: 스미토모쓰리엠가부시키가이샤], 메가팍(등록상표) F142D, 메가팍 F171, 메가팍 F172, 메가팍 F173, 메가팍 F177, 메가팍 F183, 메가팍 R30[제조원: 다이니혼잉키가가쿠고교가부시키가이샤], 에프톱(등록상표) EF301, 에프톱 EF303, 에프톱 EF351, 에프톱 EF352[제조원: 신아키다가세이가부시키가이샤], 사프론(등록상표) S381, 사프론 S382, 사프론 SC101, 사프론 SC105[제조원: 아사히가라스가부시키가이샤], E5844[제조원: 가부시키가이샤다이킨파인케미컬겐큐쇼, 3-(1H,1H,9H-헥사데카플루오로노닐옥시)-1,2-에폭시프로판], BM-1000, BM-1100(모두 상품명, 제조원: BM Chemie사) 등을 들 수 있다.
불소원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로서는 폴리옥시메틸렌 및 소수성기로서 불소화된 플루오로카본 쇄를 갖는 실리콘계 계면활성제를 들 수 있다. 구체적으로는 메가팍(등록상표) R08, 메가팍 BL20, 메가팍 F475, 메가팍 F477, 메가팍 F443[제조원: 다이니혼잉키가가쿠고교가부시키가이샤] 등을 들 수 있다.
이들은 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
성분(F)의 함유량은, 착색 감광성 수지 조성물 100질량부에 대해, 통상적으로 0.0005 내지 0.6질량부, 바람직하게는 0.001 내지 0.5질량부의 범위이다. 성분(F)의 함유량이 0.0005 내지 0.6질량부이면, 수득된 도포막의 평탄성이 양호해지는 경향이 있으므로 바람직하다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물의 조제는 성분(F) 이외의 성분을 혼합한 다음, 성분(F)를 첨가하여 표면장력을 25.5 내지 29mN/m의 범위로 되도록 조정함으로써 실시될 수 있다. 또한, 미리 각 성분을 혼합하여 수득된 조성물의 표면장력을 체크하여, 그 결과에 따라 성분(F)의 양을 증감시켜 조정함으로써(값이 너무 클 때에는 성분(F)를 증가시키고, 값이 너무 작을 때에는 감소시킴) 실시할 수 있다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 충전제, 결합제 중합체 이외의 고분자 화합물, 밀착 촉진제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제, 유기산, 유기 아미노 화합물, 경화제 등의 첨가제를 함유할 수 있다.
충전제로는, 예를 들면, 유리, 알루미나 등의 미립자를 들 수 있다. 결합제 중합체 이외의 고분자 화합물로는, 예를 들면, 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트 등을 들 수 있다.
밀착 촉진제로는, 예를 들면, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
산화방지제로는, 예를 들면, 4,4'-티오비스(6-t-부틸-3-메틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.
자외선 흡수제로는, 예를 들면, 2-(2-하이드록시-3-t-부틸-5-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸 등의 벤조트리아졸계, 2-하이드록시-4-옥틸옥시벤조페논 등의 벤조페논계, 2,4-디-t-부틸페닐-3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤조에이트 등의 벤조에이트계, 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-헥실옥시페놀 등의 트리아진계 등을 들 수 있다.
응집 방지제로는, 예를 들면, 폴리아크릴산나트륨 등을 들 수 있다
유기산으로는, 예를 들면, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 피발산, 카프로산, 디에틸아세트산, 에난트산, 카프릴산 등의 지방족 모노카복실산류; 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 브라스산, 메틸말론산, 에틸말론산, 디메틸말론산, 메틸석신산, 테트라메틸석신산, 사이클로헥산디카복실산, 이타콘산, 시트라콘산, 말레산, 푸마르산, 메사콘산 등의 지방족 디카복실산류; 트리카발릴산, 아코니트산, 캄포론산 등의 지방족 트리카복실산류; 벤조산, 톨루일산, 쿰산, 헤멜리트산, 메시틸렌산 등의 방향족 모노카복실산류; 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산 등의 방향족 디카복실산류; 트리멜리트산, 트리메스산, 멜로판산, 피로멜리트산 등의 방향족 폴리카복실산류 등을 들 수 있다.
유기 아미노 화합물로는, 예를 들면, n-프로필아민, i-프로필아민, n-부틸아민, i-부틸아민, 2급-부틸아민, t-부틸아민, n-펜틸아민, n-헥실아민, n-헵틸아민, n-옥틸아민, n-노닐아민, n-데실아민, n-운데실아민, n-도데실아민 등의 모노알킬아민류; 사이클로헥실아민, 2-메틸사이클로헥실아민, 3-메틸사이클로헥실아민, 4- 메틸사이클로헥실아민 등의 모노사이클로알킬아민류; 메틸에틸아민, 디에틸아민, 메틸 n-프로필아민, 에틸 n-프로필아민, 디 n-프로필아민, 디 i-프로필아민, 디 n-부틸아민, 디 i-부틸아민, 디 2급-부틸아민, 디 t-부틸아민, 디 n-펜틸아민, 디 n-헥실아민 등의 디알킬아민류; 메틸사이클로헥실아민, 에틸사이클로헥실아민 등의 모노알킬모노사이클로알킬아민류; 디사이클로헥실아민 등의 디사이클로알킬아민류; 디메틸에틸아민, 메틸디에틸아민, 트리에틸아민, 디메틸 n-프로필아민, 디에틸 n-프로필아민, 메틸디 n-프로필아민, 에틸디 n-프로필아민, 트리 n-프로필아민, 트리 i-프로필아민, 트리 n-부틸아민, 트리 i-부틸아민, 트리 2급-부틸아민, 트리 t-부틸아민, 트리 n-펜틸아민, 트리 n-헥실아민 등의 트리알킬아민류; 디메틸사이클로헥실아민, 디에틸사이클로헥실아민 등의 디알킬모노사이클로알킬아민류; 메틸디사이클로헥실아민, 에틸디사이클로헥실아민, 트리사이클로헥실아민 등의 모노알킬디사이클로알킬아민류; 2-아미노에탄올, 3-아미노-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 4-아미노-1-부탄올, 5-아미노-1-펜탄올, 6-아미노-1-헥산올 등의 모노알칸올아민류; 4-아미노-1-사이클로헥산올 등의 모노사이클로알칸올아민류; 디에탄올아민, 디 n-프로판올아민, 디 i-프로판올아민, 디 n-부탄올아민, 디 i-부탄올아민, 디 n-펜탄올아민, 디 n-헥산올아민 등의 디알칸올아민류; 디(4-사이클로헥산올)아민 등의 디사이클로알칸올아민류; 트리에탄올아민, 트리 n-프로판올아민, 트리 i-프로판올아민, 트리 n-부탄올아민, 트리 i-부탄올아민, 트리 n-펜탄올아민, 트리 n-헥산올아민 등의 트리알칸올아민류; 트리(4-사이클로헥산올)아민 등의 트리사이클로알칸올아민류; 3-아미노-1,2-프로판디올, 2-아미노-1,3-프로판디올, 4-아미노-1,2-부탄 디올, 4-아미노-1,3-부탄디올, 3-디메틸아미노-1,2-프로판디올, 3-디에틸아미노-1,2-프로판디올, 2-디메틸아미노-1,3-프로판디올, 2-디에틸아미노-1,3-프로판디올 등의 아미노알칸디올류; 4-아미노-1,2-사이클로헥산디올, 4-아미노-1,3-사이클로헥산디올 등의 아미노사이클로알칸디올류; 1-아미노사이클로펜탄온메탄올, 4-아미노사이클로펜탄온메탄올 등의 아미노기 함유 사이클로알칸온메탄올류; 1-아미노사이클로헥산온메탄올, 4-아미노사이클로헥산온메탄올, 4-디메틸아미노사이클로펜탄메탄올, 4-디에틸아미노사이클로펜탄메탄올, 4-디메틸아미노사이클로헥산메탄올, 4-디에틸아미노사이클로헥산메탄올 등의 아미노기 함유 사이클로알칸메탄올류; β-알라닌, 2-아미노부티르산, 3-아미노부티르산, 4-아미노부티르산, 2-아미노이소아세트산, 3-아미노이소아세트산, 2-아미노발레르산, 5-아미노발레르산, 6-아미노카프로산, 1-아미노사이클로프로판카복실산, 1-아미노사이클로헥산카복실산, 4-아미노사이클로헥산카복실산 등의 아미노카복실산류; 아닐린, o-메틸아닐린, m-메틸아닐린, p-메틸아닐린, p-에틸아닐린, p-n-프로필아닐린, p-i-프로필아닐린, p-n-부틸아닐린, p-t-부틸아닐린, 1-나프틸아민, 2-나프틸아민, N,N-디메틸아닐린, N,N-디에틸아닐린, p-메틸-N,N-디메틸아닐린 등의 방향족 아민류; o-아미노벤질알콜, m-아미노벤질알콜, p-아미노벤질알콜, p-디메틸아미노벤질알콜, p-디에틸아미노벤질알콜 등의 아미노벤질알콜류; o-아미노페놀, m-아미노페놀, p-아미노페놀, p-디메틸아미노페놀, p-디에틸아미노페놀 등의 아미노페놀류; m-아미노벤조산, p-아미노벤조산, p-디메틸아미노벤조산, p-디에틸아미노벤조산 등의 아미노벤조산류 등을 들 수 있다.
경화제로는, 예를 들면, 가열함으로써 결합제 중합체 중의 카복실기와 반응하여 결합제 중합체를 가교할 수 있는 화합물을 들 수 있다. 또한, 이것을 단독으로 중합하여 착색 패턴를 경화시킬 수 있는 화합물도 들 수 있다. 상기 화합물로는, 예를 들면, 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물 등을 들 수 있다.
에폭시 화합물로는, 예를 들면, 비스페놀 A계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 A계 에폭시 수지, 비스페놀 F계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 F계 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 기타 방향족계 에폭시 수지, 지환족계 에폭시 수지, 복소환식 에폭시 수지, 글리시딜에스테르계 수지, 글리시딜아민계 수지, 에폭시화유 등의 에폭시 수지나 이들 에폭시 수지의 브롬화 유도체, 에폭시 수지 및 이의 브롬화 유도체 이외의 지방족, 지환족 또는 방향족의 에폭시 화합물, 부타디엔의 (공)중합체의 에폭시화물, 이소프렌의 (공)중합체의 에폭시화물, 글리시딜(메트)아크릴레이트의 (공)중합체, 트리글리시딜이소시아누레이트를 들 수 있다.
옥세탄 화합물로는, 예를 들면, 카보네이트비스옥세탄, 크실릴렌비스옥세탄, 아디페이트비스옥세탄, 테레프탈레이트비스옥세탄, 사이클로헥산디카복실산비스옥세탄 등을 들 수 있다.
본 발명의 착색 감광성 조성물은 경화제로서 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물 등을 함유하는 경우에는 에폭시 화합물의 에폭시기, 옥세탄 화합물의 옥세탄 골격을 개환 중합시킬 수 있는 화합물을 함유할 수 있다. 상기 화합물로는, 예를 들면, 다가 카복실산류, 다가 카복실산 무수물류, 산 발생제 등을 들 수 있다.
다가 카복실산류로는, 예를 들면, 프탈산, 3,4-디메틸프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 피로멜리트산, 트리멜리트산, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카복실산, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카복실산 등의 방향족 다가 카복실산류; 석신산, 글루타르산, 아디프산, 1,2,3,4-부탄테트라카복실산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등의 지방족 다가 카복실산류; 헥사하이드로프탈산, 3,4-디메틸테트라하이드로프탈산, 헥사하이드로이소프탈산, 헥사하이드로테레프탈산, 1,2,4-사이클로펜탄트리카복실산, 1,2,4-사이클로헥산트리카복실산, 사이클로펜탄테트라카복실산, 1,2,4,5-사이클로헥산테트라카복실산 등의 지환족 다가 카복실산류 등을 들 수 있다.
다가 카복실산 무수물류로는, 예를 들면, 무수 프탈산, 무수 피로멜리트산, 무수 트리멜리트산, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카복실산 2무수물 등의 방향족 다가 카복실산 무수물류; 무수 이타콘산, 무수 석신산, 무수 시트라콘산, 무수 도데세닐석신산, 무수 트리카발릴산, 무수 말레산, 1,2,3,4-부탄테트라카복실산 2무수물 등의 지방족 다가 카복실산 무수물류; 무수 헥사하이드로프탈산, 3,4-디메틸테트라하이드로프탈산 무수물, 1,2,4-사이클로펜탄트리카복실산 무수물, 1,2,4-사이클로헥산트리카복실산 무수물, 사이클로펜탄테트라카복실산 2무수물, 1,2,4,5-사이클로헥산테트라카복실산 2무수물, 무수하임산, 무수나즈산 등의 지환족 다가 카복실산 무수물류; 에틸렌글리콜비스트리멜리테이트산, 글리세린트리스트리멜리테이트 무수물 등의 에스테르기 함유 카복실산 무수물류 등을 들 수 있다.
카복실산 무수물류로서 에폭시 수지 경화제로서 시판되고 있는 것을 사용할 수 있다. 에폭시 수지 경화제로는, 예를 들면, 상품명 「아데카하드너 EH-700」[제조원: 아사히덴카고교가부시키가이샤], 상품명 「리카시드 HH」[제조원: 신니혼 이카가부시키가이샤], 상품명 「MH-700」[제조원: 신니혼이카가부시키가이샤] 등을 들 수 있다.
상기 경화제는 각각 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 사용하여 패턴을 형성하는 방법으로서는 구체적으로는 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 기판 위에 도포하며 도포된 착색 감광성 수지 조성물층으로부터 용제 등의 휘발 성분을 제거하며 포토마스크를 통해 휘발 성분이 제거된 층을 노출한 다음, 현상하는 방법을 들 수 있다.
기판으로는, 예를 들면, 유리 기판, 실리콘 기판, 폴리카보네이트 기판, 폴리에스테르 기판, 방향족 폴리아미드 기판, 폴리아미드이미드 기판, 폴리이미드 기판, Al 기판, GaAs 기판 등의 표면이 평탄한 기판을 들 수 있다. 이들 기판은 실란 커플링제 등의 약품에 의한 약품처리, 플라스마 처리, 이온 플레이팅 처리, 스퍼터링 처리, 기상 반응처리, 진공 증착처리 등의 전처리를 실시할 수 있다. 기판으로서 실리콘 기판 등을 사용하는 경우, 실리콘 기판 등의 표면에는 전하 결합소자(CCD), 박막 트랜지스터(TFT) 등이 형성될 수 있다.
기판 위에 착색 감광성 수지 조성물을 도포하는 데는 종래의 스핀 피복기나 액 절약 피복기, 이 중에서도 스핀레스 피복기를 사용하여 기판 등의 위에 도포한 다음, 용제 등의 휘발 성분을 가열에 의해 휘발시키면 양호하다. 이와 같이, 기판 등의 위에 착색 감광성 수지 조성물의 고형분으로 이루어진 층이 평탄성이 양호하게 형성된다.
이어서, 착색 감광성 수지 조성물의 고형분으로 이루어진 층(이하, 이를 착 색 감광성 수지 조성물 고형분층이라고 하는 경우가 있음)을 노출한다. 노출시, 예를 들면, 포토마스크를 통해 광선을 조사하면 양호하다. 광선으로서는 통상적으로 g선(파장 436nm), i선(파장 365nm)이라고 호칭되는 자외선 등이 사용된다. 광선은 포토마스크를 통해 조사되지만, 여기서 포토마스크는, 예를 들면, 유리판의 표면에 광선을 차폐하는 차광층이 설치된 것이다. 유리판 중의 차광층이 설치되어 있지 않은 부분은 광선이 투과하는 투광부이며, 이러한 투광부의 패턴에 따른 패턴에서 착색 감광성 수지 조성물층이 노출되어 광선이 조사되지 않은 미조사 영역과 광선이 조사된 조사영역이 생긴다. 조사영역에서 광선의 조사량은 결합제 중합체의 중량 평균 분자량, 단량체비, 함유량, 광중합성 화합물의 종류나 함유량, 광중합 개시제의 종류나 함유량, 광중합 개시 조제의 종류나 함유량 등에 따라 적절하게 선택된다.
광에 노출시킨 후, 현상한다. 현상시, 예를 들면, 노출후의 착색 감광성 수지 조성물층을 현상액과 접촉시키면 양호하고, 구체적으로는 이의 표면 위에 착색 감광성 수지 조성물층이 형성된 상태의 기판을 현상액에 침지하면 양호하다. 현상액으로는, 예를 들면, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 테트라메틸암모늄하이드록사이드 등의 알칼리성 화합물의 수용액 등을 들 수 있다. 현상에 의해 착색 감광성 수지 조성물층 중의 광선이 조사되지 않은 미조사 영역은 제거된다. 한편, 광선 조사영역은 그대로 잔류하여 패턴을 구성한다.
현상 후, 통상적으로는 수세하여 건조시킴으로써 목적한 패턴을 수득할 수 있다. 건조 후, 가열할 수 있다. 패턴을 가열함으로써 경화하여 이의 기계적 강 도가 향상되는 경향이 있으며, 착색 감광성 수지 조성물로서 경화제를 함유하는 것을 사용하는 경우에는 기계적 강도를 보다 향상시킬 수 있다. 가열온도는 통상적으로 180℃ 이상, 바람직하게는 200℃ 이상이며, 통상적으로 250℃ 이하이다.
이와 같이 착색 패턴이 형성된 기판 위에 보다 상이한 색깔의 착색제를 함유하여 상이한 색깔에 착색된 착색 감광성 수지 조성물로 이루어진 층을 형성하고 당해 층을 노출한 후, 현상함으로써 다시 착색 패턴을 형성할 수 있다. 또한 상이한 색깔이 착색된 착색 감광성 수지 조성물을 사용하여 상기한 조작을 반복하여 실시함으로써 순차적으로 착색 패턴을 형성할 수 있으며 목적하는 컬러 필터를 제조할 수 있다. 즉, 컬러 필터는 통상적으로 블랙 매트릭스 및 적, 녹 및 청의 삼원색 착색 패턴을 기판 위에 배치한 것이지만 어떤 색에 상당하는 착색제를 함유하는 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 사용하여 상기한 조작을 실시함으로써 이러한 색깔의 블랙 매트릭스 또는 착색 패턴을 수득하며 다른 색에 대해서도 원하는 색깔에 상당하는 착색제를 함유하는 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 사용하여 동일한 조작을 실시하며 블랙 매트릭스 및 삼원색 착색 패턴을 기판 위에 배치할 수 있다. 또한, 기판 위에 일단 어떤 색깔의 착색 패턴 또는 블랙 매트릭스를 배치한 후, 다른 색깔의 착색 감광성 수지 조성물을 처리하는 경우에는 당해 어떤 색깔의 착색 패턴 또는 블랙 매트릭스가 배치된 기판 위에 별도의 색깔의 착색 감광성 수지 조성물을 도포, 건조시킨 다음, 통상적으로는 당해 어떤 색깔의 착색 패턴 또는 블랙 매트릭스가 배치되어 있지 않은 위치에 패터닝 노출이 이루어지며 노출된 위치에 당해 다른 색깔의 착색 패턴 또는 블랙 매트릭스가 배치되는 것으로 된다. 물론, 블랙 매트릭스 및 삼원색 중의 1종류, 2종류 또는 3종류에만 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 적용할 수 있다. 또한 차광층인 블랙 매트릭스는 예를 들면, 크롬층 등으로 형성되는 경우도 있으므로 이 경우에는 물론, 블랙 매트릭스의 형성에 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 사용할 필요는 없다.
이와 같이 수득된 컬러 필터는 패턴을 포함하는 것이며, 상기 컬러 필터를 액정 표시장치에 편입함으로써 적절한 액정 표시장치가 수득된다.
위에서 본 발명의 실시 형태에 관해 설명했지만, 위에서 기재된 본 발명의 실시 형태는 어디까지나 예시이며, 본 발명의 범위는 이들 실시 형태로 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 따라 기재되며, 또한 특허청구의 범위의 기재와 균등한 의미 및 범위내에서의 모든 변경을 포함하는 것이다. 다음에, 실시예에 따라 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서 사용되는 성분은 다음과 같으며, 다음에서 생략하여 표시하는 경우가 있다.
(A-1) 착색제: C.I. 피그먼트 레드 254
(A-2) 착색제: C.I. 피그먼트 옐로우 139
(B) 결합제 중합체: 메타크릴산과 벤질메타크릴레이트와의 공중합체[메타크릴산 단위와 벤질메타크릴레이트 단위의 비는 물질량비(몰비)로 27:73, 산가는 83, 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량은 18,000]
결합제 중합체의 중량 평균 분자량의 측정에 관해서는 GPC법을 사용하여 다 음 조건으로 실시한다.
장치; HLC-8120 GPC[제조원: 도소가부시키가이샤]
컬럼; TSK-GELG 2000HXL
컬럼 온도; 40℃
용매; THF
폴리스티렌 표준품: 폴리스티렌(도소가부시키가이샤 제품, Mw: 9100)
유속; 1.Oml/min
주입량; 50㎕
검출기; RI
(C) 광중합성 화합물: 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트
(D-1) 광중합 개시제: 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온
(D-2) 광중합 개시제: 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-비페로닐-1,3.5-트리아진
(G-1) 광중합 개시제: 2,4-디에틸티옥산톤
(E-1) 용제: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
(E-2) 용제: 3-에톡시프로피온산에틸
실시예 1
착색 감광성 수지 조성물의 제조
(A-1) 4.070질량부
(A-2) 0.955질량부
분산제 1.507질량부
(B) 3.229질량부
(C) 3.947질량부
(D-1) 0.431질량부
(D-2) 0.431질량부
(G-1) 0.431질량부
(E-1) 76.502질량부
(E-2) 8.500질량부를 혼합하여 혼합물(1)을 수득한다. 혼합물(1)에 계면활성제(F)로서 F475[제조원: 다이니혼잉키가가쿠고교가부시키가이샤, 퍼플루오로알킬기 함유 실리콘 올리고머] 0.O10질량부를 혼합하여, 착색 감광성 수지 조성물(1)을 수득한다.
[표면장력 평가]
직경 1mm의 유리관 말단 10mm를 착색 감광성 수지 조성물(1)에 대하여 수직으로 되도록 침지시키며, 착색 감광성 수지 조성물의 침지부로부터의 상승거리에서 표면장력을 구한 바, 28.2mN/m이다.
[도포막 형성]
착색 감광성 수지 조성물을 마이크로실린지로부터 유리 기판 위에 1방울(10㎕) 적가한 바, 직경 7mm의 원 모양으로 확대되며 간섭 줄무늬는 보이지 않으며 평 탄성은 양호하다.
[스핀레스 피복기에서의 평가]
수득된 착색 감광성 수지 조성물을 스핀레스 피복기를 사용하여 도포막을 형성한 바, 평탄성이 양호하고 불균일이 없는 도포막이 수득된다.
실시예 2
실시예 1의 성분(F)인 F475[제조원: 다이니혼잉키가가쿠고교가부시키가이샤]를 0.050질량부로 변경하는 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 착색 감광성 수지 조성물(2)을 제조한다.
[표면장력 평가]
실시예 1과 동일하게 하여 착색 감광성 수지 조성물(2)의 표면장력을 구한 바, 26.5mN/m이다.
[도포막 형성]
착색 감광성 수지 조성물을 마이크로실린지로부터 유리 기판 위에 1방울(10㎕) 적가한 바, 직경 7mm의 원 모양으로 확대되며 간섭 줄무늬는 보이지 않으며 평탄성은 양호하다.
[스핀레스 피복기에서의 평가]
착색 감광성 수지 조성물(3)을 스핀레스 피복기을 사용하여 도포막을 형성한 바, 평탄성이 양호하고 불균일이 없는 도포막이 수득된다.
실시예 3
실시예 1의 성분(F)인 F475[제조원: 다이니혼잉키가가쿠고교가부시키가이샤]를 0.075질량부로 변경하는 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 착색 감광성 수지 조성물(3)을 제조한다.
[표면장력 평가]
실시예 1과 동일하게 하여 착색 감광성 수지 조성물(3)의 표면장력을 구한 바, 26.0mN/m이다.
[도포막 형성]
착색 감광성 수지 조성물(3)을 마이크로실린지로부터 유리 기판 위에 1방울(10㎕) 적가한 바, 직경 7mm의 원 모양으로 넓어지고 간섭 줄무늬는 보이지 않으며 평탄성은 양호하다.
[스핀레스 피복기에서의 평가]
착색 감광성 수지 조성물(3)을 스핀레스 피복기를 사용하여 도포막을 형성한 바, 평탄성이 양호하고 불균일이 없는 도포막이 수득된다.
실시예 4
실시예 1의 성분(F)인 F475[제조원: 다이니혼잉키가가쿠고교가부시키가이샤]를 0.1OO질량부로 변경시키는 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 착색 감광성 수지 조성물(4)을 제조한다.
[표면장력 평가]
실시예 1과 동일하게 하여 착색 감광성 수지 조성물(4)의 표면장력을 구한 바, 26.5mN/m이다.
[도포막 형성]
착색 감광성 수지 조성물(4)을 마이크로실린지로부터 유리 기판 위에 1방울(10㎕) 적가한 바, 직경 7mm의 원 모양으로 넓어지고 간섭 줄무늬는 보이지 않으며 평탄성은 양호하다.
[스핀레스 피복기에서의 평가]
착색 감광성 수지 조성물(4)을 스핀레스 피복기를 사용하여 도포막을 형성한 바, 평탄성이 양호하고 불균일이 없는 도포막이 수득된다.
비교예 1
실시예 1의 성분(F)인 F475[제조원: 다이니혼잉키가가쿠고교가부시키가이샤]를 첨가하지 않는 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교 착색 감광성 수지 조성물(1)을 제조한다.
[표면장력 평가]
실시예 1과 동일하게 하여 비교 착색 감광성 수지 조성물(1)의 표면장력을 구한 바, 29.9mN/m이다.
[도포막 형성]
비교 착색 감광성 수지 조성물(1)을 마이크로실린지로부터 유리 기판 위에 1방울(10㎕) 적가한 바, 직경 8mm의 원 모양으로 넓어지며 간섭 줄무늬가 보이고 평탄성은 불량하다.
[스핀레스 피복기에서의 평가]
비교 착색 감광성 수지 조성물(1)을 스핀레스 피복기를 사용하여 도포막을 형성한 바, 평탄성이 불량하고 불균일이 있는 도포막이 수득된다.
비교예 2
실시예 1의 성분(F)인 F475[제조원: 다이니혼잉키가가쿠고교가부시키가이샤]를 0.200질량부로 변경시키는 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교 착색 감광성 수지 조성물(2)을 제조한다.
[표면장력 평가]
실시예 1과 동일하게 하여 비교 착색 감광성 수지 조성물(2)의 표면장력을 구한 바, 23.8mN/m이다.
[도포막 형성]
비교 착색 감광성 수지 조성물(2)을 마이크로실린지로부터 유리 기판 위에 1방울(10㎕) 적가한 바, 직경 8mm의 원 모양으로 넓어지며 간섭 줄무늬가 보이고 평탄성은 불량하다.
[스핀레스 피복기에서의 평가]
비교 착색 감광성 수지 조성물(2)을 스핀레스 피복기를 사용하여 도포막을 형성한 바, 평탄성이 불량하며 불균일이 있는 도포막이 수득된다.
실시예 5
실시예 1의 성분(F)인 F475[제조원: 다이니혼잉키가가쿠고교가부시키가이샤]를 폴리에스테르 변성 실리콘 오일 SH8400[상품명, 제조원: 트레실리콘가부시키가이샤] 0.010질량부로 변경시키는 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 착색 감광성 수지 조성물(5)을 제조한다.
[표면장력 평가]
실시예 1과 동일하게 하여 착색 감광성 수지 조성물(5)의 표면장력을 구한 바, 27.4mN/m이다.
[도포막 형성]
착색 감광성 수지 조성물(5)을 마이크로실린지로부터 유리 기판 위에 1방울(10㎕) 적가한 바, 직경 7mm의 원 모양으로 넓어지고 간섭 줄무늬는 보이지 않으며 평탄성이 양호하며 불균일이 없는 도포막이 수득된다.
[스핀레스 피복기에서의 평가]
착색 감광성 수지 조성물(5)을 스핀레스 피복기(1)를 사용하여 도포막을 형성한 바, 평탄성이 양호하고 불균일이 없는 도포막이 수득된다.
실시예 6
실시예 1의 성분(F)인 F475[제조원: 다이니혼잉키가가쿠고교가부시키가이샤]를 폴리에테르 변성 실리콘 오일 SH8400[상품명, 제조원: 트레실리콘가부시키가이샤] 0.050질량부로 변경시키는 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 착색 감광성 수지 조성물(6)을 제조한다.
[표면장력 평가]
실시예 1과 동일하게 하여 착색 감광성 수지 조성물(6)의 표면장력을 구한 바, 26.5mN/m이다.
[도포막 형성]
착색 감광성 수지 조성물(6)을 마이크로실린지로부터 유리 기판 위에 1방울(10㎕) 적가한 바, 직경 7mm의 원 모양으로 넓어지고 간섭 줄무늬는 보이지 않으며 평탄성은 양호하다.
[스핀레스 피복기에서의 평가]
착색 감광성 수지 조성물(6)을 스핀레스 피복기를 사용하여 도포막을 형성한 바, 평탄성이 양호하고 불균일이 없는 도포막이 수득된다.
비교예 3
실시예 1의 성분(F)인 F475[제조원: 다이니혼잉키가가쿠고교가부시키가이샤]를 폴리에테르 변성 실리콘 오일 SH8400[상품명, 제조원: 트레실리콘가부시키가이샤] 0.100질량부로 변경하는 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교 착색 감광성 수지 조성물(3)을 제조한다.
[표면장력 평가]
실시예 1과 동일하게 하여 비교 착색 감광성 수지 조성물(3)의 표면장력을 구한 바, 25.2mN/m이다.
[도포막 형성]
비교 착색 감광성 수지 조성물(3)을 마이크로실린지로부터 유리 기판 위에 1방울(10㎕) 적가한 바, 직경 8mm의 원 모양으로 넓어지며 간섭 줄무늬가 보이고 평탄성은 불량하다.
[스핀레스 피복기에서의 평가]
비교 착색 감광성 수지 조성물(3)을 스핀레스 피복기를 사용하여 도포막을 형성한 바, 평탄성이 불량하고 불균일이 없는 도포막이 수득된다.
비교예 4
실시예 1의 성분(F)인 F475[제조원: 다이니혼잉키가가쿠고교가부시키가이샤]를 폴리에테르 변성 실리콘 오일 SH8400[상품명, 제조원: 트레실리콘가부시키가이샤] 0.200질량부로 변경하는 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교 착색 감광성 수지 조성물(4)을 제조한다.
[표면장력 평가]
실시예 1과 동일하게 하여 비교 착색 감광성 수지 조성물(4)의 표면장력을 구한 바, 24.5mN/m이다.
[도포막 형성]
비교 착색 감광성 수지 조성물(4)을 마이크로실린지로부터 유리 기판 위에 1방울(10㎕) 적가한 바, 직경 8mm의 원 모양으로 넓어지며 간섭 줄무늬가 보이고 평탄성은 불량하다.
[스핀레스 피복기에서의 평가]
비교 착색 감광성 수지 조성물(4)을, 스핀레스 피복기를 사용하여 도포막을 형성한 바, 평탄성이 불량하며 불균일이 없는 도포막이 수득된다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 통해, 기판 위에 적가해도 간섭 줄무늬가 보이지 않는 평탄성이 양호한 도포막이 수득되며, 스핀레스 피복기를 사용하여 기판 위에 도포막을 형성해도 평탄성이 양호한 도포막을 형성할 수 있다.

Claims (11)

  1. 착색제(A), 결합제 중합체(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D), 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트와 3-에톡시프로피온산에틸을 포함하는 용제(E), 및 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 계면활성제(F)를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물로서, 이의 표면장력이 25.5 내지 29mN/m인 착색 감광성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 계면활성제(F)를, 상기 착색 감광성 수지 조성물 100질량부에 대해, 0.0005 내지 0.6질량부 함유하는, 착색 감광성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광중합 개시제(D)가 아세토페논계 화합물을 함유하는, 착색 감광성 수지 조성물.
  4. 착색제(A), 결합제 중합체(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D) 및 용제(E)를 포함하는 혼합물에 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 계면활성제(F)를 첨가함을 포함하는, 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 기재된 착색 감광성 수지 조성물의 제조방법.
  5. 착색제(A), 결합제 중합체(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D), 용제(E) 및 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 계면활성제(F)를 혼합할 때, 상기 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 계면활성제(F)의 첨가량을 조정함을 포함하는, 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 기재된 착색 감광성 수지 조성물의 제조방법.
  6. 착색제(A), 결합제 중합체(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D), 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트와 3-에톡시프로피온산에틸을 포함하는 용제(E), 및 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 계면활성제(F)를 혼합할 때, 상기 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 계면활성제(F)의 첨가량을 조정하여 표면장력을 25.5 내지 29mN/m로 만드는, 착색 감광성 수지 조성물의 표면장력의 조정방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 기재된 착색 감광성 수지 조성물을, 스핀레스(spinless) 피복기를 사용하여 기판 상에 착색 감광성 수지 조성물로 이루어진 층을 형성시키는 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 기재된 착색 감광성 수지 조성물을 기판 상에 도포하여 도포된 착색 감광성 수지 조성물 층으로부터 휘발 성분을 제거하며 포토마스크를 통해 상기 층을 노광시켜 현상하는, 패턴의 형성방법.
  9. 제8항에 기재된 방법으로 형성된 패턴을 포함하는 컬러 필터.
  10. 제9항에 기재된 컬러 필터를 장착한 액정 표시장치.
  11. 제2항에 있어서, 상기 광중합 개시제(D)가 아세토페논계 화합물을 함유하는, 착색 감광성 수지 조성물.
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